KR20020046595A - 액정표시장치의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정셀의 화소의 색이 고휘도로 표시될 수 있도록 한 액정표시장치의 구동방법에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 컬러필터(Color Filter)와 백라이트(Back Light)로 구성되는 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 서로 다른 스펙트럼을 가지는 두개의 컬러필터를 교대로 배열하는 단계와 서로 다른 스펙트럼을 가지는 두개의 백라이트를 배열하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 액정표시장치를 구동함에 있어서 백라이트를 켤 수 있는 시간을 길게 함으로써 빛의 투과율이 높아지게 되므로 액정셀의 색을 표현함에 있어 고휘도로 표시할 수 있게 된다.

Description

액정표시장치의 구동방법 { Method of Driving Liquid Crystal Display }

본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display)의 구동방법에 관한 것으로, 특히 액정셀의 화소의 색이 고휘도로 표시될 수 있도록 한 액정표시장치의 구동방법에 관한 것이다.

액티브 매트릭스(Active Matrix)구동방식의 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 함)를 이용하여 동화상을 표시하고 있다. 이러한 액정표시장치는 브라운관에 비하여 소형화가 가능하여 퍼스널컴퓨터와 노트북 컴퓨터는 물론, 복사기등의 사무자동화기기, 휴대전화기나 호출기 등의 휴대기기까지 광범위하게 이용되고 있다.

액정표시장치는 전기장을 걸어주어 빛의 편광방향을 회전시키는 특성을 가진 액정층과, 유리기판 전체에 형성되어 액정층에 전압을 걸어주는 투명전도막인 공통전극과, 공통전극에 대향하는 기판에 복수의 화소전극으로 구성된 TFT 기판 전극과, 복수의 TFT가 서로 연결되어 있으며, 각각의 트랜지스터는 TFT 기판의 게이트 라인과 신호선 사이에 존재하며 게이트 패드와 데이터 패드에 연결되어 전압을 조절하여 액정층을 지나는 빛의 편광특성을 조절하는 각각의 TFT소자와, TFT 기판으로 빛이 평행하게 입사하게 한 광원 및 광학계와, 광원과 TFT기판 사이에 있는 직선편광판과, 공통전극 기판에 부착된 검광판과, 편광판과 화소전극사이에 컬러필터가 각각의 화소전극과 결합되어 하나의 기본 색을 나타내는 여러 컬러필터로 구성된 표시장치이다.

이와 같은 액정표시장치에서 편광판과 화소전극사이에 색상을 나타내기 위해서 일정한 순서로 적색(RED ; 이하 "R"이라 함), 녹색(GREEN ; 이하 "G"라 함), 청색(BLUE ; 이하 "B'라 함)의 빛의 3원색을 화소로 구성한 컬러필터(COLOR FILTER)를 사용한다. R, G, B 컬러필터를 인접하게 배치시키고 각각의 컬러필터에 해당 컬러의 신호를 인가하여 밝기를 제어함으로써 색을 표현하는 것이다. 도 1에는 종래의 R, G, B 컬러필터에 백색광을 비추었을 때의 컬러필터 특성도가 도시되어 있다. 여기서 해상도의 차이가 한 픽셀의 크기 즉, 색의 공간적인 주기(d)가 시각의 공간적 분해능 이하의 값을 갖는 컬러필터를 사용함으로써 색의 자연스러운 표현을 갖게 하였다.

또한 컬러필터를 없애고, 좋은 화질을 얻기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 컬러필드시퀀셜(COLOR FIELD SEQUENTIAL)방식이 알려져 있다.

도 2을 참조하면, 디스플레이 영역을 분리하는 컬러필드시퀀셜(COLOR FIELD SEQUENTIAL)방식이 도시되어 있다. 실제 패널상의 컬러필터는 없애서 투과도를 높이면서, 시간적으로 색을 재현하며, 색을 재현하는 시간적인 주기(T)가 시각의 시간적인 분해능 이하의 값을 가짐으로써 자연스러운 색재현을 표현함과 동시에 높은 공간 해상도를 갖게 만드는 방법이다. 상세히 하면, 패널상의 전체 프레임을 R, G, B의 3개의 프레임으로 분리하여 시간상의 간격을 두면서 각각의 백라이트를 비추면, 백라이트를 켤 수 있는 시간은 데이터쓰는 시간과 액정응답시간을 합한 값을 제외한 시간동안 각각의 색을 발하게 되기 때문에 하나의 프레임에 의해 구성하는것보다 휘도를 증가시키게 구성되게 된다. 일반적으로 전체 프레임시간이 같다고 가정하면, 다음 수학식 1이 성립한다.

( 여기서,: 전체 프레임 시간: 전체 화면의 쓰는 시간

: 액정의 응답시간: 백라이트를 켤 수 있는 시간

: 전체 화면의 쓰는 시간과 액정의 응답시간과의 합 )

일반적으로 액정표시장치에서는 60Hz의 프레임율을 가지므로= 16.7 msec가 된다. 수학식 1을 살펴보면, 백라이트를 켤 수 있는 시간은로 나타낼 수 있고, 이로 인하여 백라이트를 켤 수 있는 시간은 전체 프레임 시간 16.7 msec에서 데이터를 쓰는 시간과 액정응답시간의 합()에 컬퍼필드시퀀셜방식에서의 프레임 수 3을 곱하여 뺀 나머지 시간만큼을 가지게 된다. 그러나,의 값과 프레임수는 백라이트를 켤 수 있는 시간에 영향을 미치게 되어, 종래의 방법보다 휘도증가의 효과가 크지 않음을 알 수 있게 된다. 따라서 액정표시장치를 구동시, 데이터를 쓰는 시간을 짧게 하는 데에는 한계가 있고 액정의 응답시간이 커지면 백라이트를 켤 수 있는 시간은 줄어들게 되어 액정표시장치의 휘도나액정의 응답시간은 늦게 되는 문제점이 있게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 액정표시장치의 휘도를 높일 수 있도록 한 액정표시장치의 구동방법을 제공하는 데 있다.

도 1는 종래의 액정표시의 구동방법에 의한 컬러필터 특성도.

도 2은 액정표시장치의 구동방법에 있어서 컬러필드 시퀀셜방식에 의한 시간특성도.

도 3는 본 발명에 의한 액정표시장치의 구동방법에 의한 시간특성도.

도 4는 본 발명에 의한 액정표시장치의 구동방법의 컬러필터 특성도.

도 5은 액정표시장치의 구동방법에서 화면처리시간(Tw)에 따른 투과도의 비교도.

도 6a는 도 5에 도시된 컬러필터방식에서의 2색 컬러필터의 투과광 특성도.

도 6b는 도 5에 도시된 컬러필터방식에서의 적색과 녹색(R+G) 프레임에서의 2색 컬러필터의 투과광 특성도.

도 6c는 도 5에 도시된 컬러필터방식에서의 B 프레임에서의 2색 컬러필터의 투과광 특성도.

도 6d는 도 5에 도시된 컬러필터방식에서의 2색 컬러필터의 투과스펙트럼도.

도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 대한 색 특성도.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법은 컬러 액정 표시소자에 색상을 나타내기 위해서 일정한 순서로 적, 녹, 청색의 빛의 3원색을 화소로 구성한 컬러필터(COLOR FILTER)를 서로 다른 2가지 스펙트럼을 교대로 배열하도록 하는 단계와, 컬러필터에 빛을 발하는 발광체를 서로 다른 2가지 스펙트럼을 갖도록 하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법은 상기 두개의 컬러필터중 제 1 컬러필터를 적색과 청색(RED + BLUE)의 광을 지닌 2색 컬러필터와 제 2 컬러필터를 녹색과 청색(GREEN + BLUE)의 광을 지닌 2색 컬러필터가 교대로 배열되도록 하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법은 상기 서로 다른 스펙트럼을 가지는 두개의 백라이트를 두개의 프레임으로 구성하도록 하는 단계와 두개의 프레임중 제 1 프레임 구성을 적색과 녹색(RED + GREEN)의 광을 지닌 2색의 백라이트가 켜지는 프레임과 제 2 프레임 구성을 청색(BLUE)의 백라이트를 갖는 프레임으로 설정되도록 하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법은 상기 백라이트의 프레임 구성을 적색과 녹색(RED + GREEN)의 백라이트가 켜지는 프레임과 청색(BLUE)의 백라이트를 갖는 프레임의 구동시간을 구성하는 데 있어서, 청색(BLUE)의 백라이트를 갖는 프레임의 영역을 작게하는 단계와 청색(BLUE)의 백라이트를 갖는 프레임에서 청색 화소 두개를 한 단위로 하여 데이터 쓰는 시간을 줄이는 단계를 포함한다.

상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 대한 액정표시의 구동방법의 시간특성도가 도시되어 있다. 2개의 백라이트를 사용하는 프레임은 적색과 녹색(RED + GREEN)의 백라이트가 켜지는 프레임과 청색(BLUE)의 백라이트가 켜지는 프레임의 두 개의 프레임으로 구성되게 한다. 두 개의 프레임으로 화면이 구성이 됨에 따라 프레임에서의 각 백라이트가 켜지는 시간이 3개의 백라이트를 사용할 때 보다 길어지게 된다. 이를 수학식 1을 통해 살펴보면, 본 발명은 프레임 수가 2이므로으로 변환이 된다. 여기서 데이터 쓰는 시간과 액정의 응답시간이 같다면(즉,), 각각의 백라이트에 할애되는 시간은에서로만큼 증가되게 된다. 이에 따라, 같은 화면처리시간이 적용될 경우 백라이트를 켤 수 있는 시간이 더 늘어날 수 있게 됨으로써 더 높은 투과도를 얻고 휘도가 증가하는 결과를 얻을 수 있게된다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 대한 컬러필터가 도시되어 있다. 서로 다른 2가지 스펙트럼을 가지는 컬러필터로 구성되는데, 적색과 청색(RED + BLUE) 컬러필터 및 녹색과 청색(GREEN + BLUE)의 컬러필터가 교대로 배열되어 있는 것을 알 수 있게 된다. 이로 인하여 3색의 컬러필터로 보내는 공간을 2 가지의 컬러필터를 사용함으로써 많은 양의 스펙트럼을 액정표시장치로 보낼 수 있게 된다. 즉, 종래의 컬러필터를 사용하는 것보다 1.5(3/2)배 높은 광투과율과 휘도를 가질 수 있게 된다.

도 5을 참조하면, 본 발명에 의한 구동방식과 컬러필드시퀀셜방식에 있어서 화면처리시간(Tw)에 따른 투과도가 비교되어 도시되어 있다. 컬러필드시퀀셜방식에서는 컬러필터가 전혀 없기 때문에 투과도(B)는 백라이트가 켤 수 있는 시간에 비례하게 되어의 식을 갖게 됨과 본 발명의 방식에서의 투과도은 컬러필터가 존재하여 R 또는 G의 빛을 흡수하므로, 백라이트가 켤 수 있는 시간의 2/3에 비례하게 되는의 식으로 나타나게 됨을 도시한 것이다. 이로 인하여 전화면처리시간가 3.3 msec이상일 경우에는 더 높은 투과율로 인하여 높은 휘도를 얻을 수 있게 됨을 알수 있게 된다.

도 6a 내지 도 6d를 참조하면, 본 발명에 의한 액정표시의 구동방법에서 도 4에 도시된 컬러필터에 백라이트를 켰을 때의 투과광 스펙트럼이 도시되어 있다. 도 6a에서는 3원색인 아닌 백색광을 백라이트로 사용함으로 인하여, 컬러필터에 의한 적색과 청색(RED + BLUE), 녹색과 청색(GREEN + BLUE)이 그대로 투과되어 교대로 나타나게 됨을 알 수 있게 된다. 도 6b 및 도 6c에서는 도 4에 도시된 컬러필터에 적색과 녹색(RED + GREEN)의 백라이트와 청색(BLUE)의 백라이트를 각각 비추었을 때, 컬러필터에서는 백라이트에서 발한 색만을 투과시키게 되어, 도 6b는 적색과 녹색이 컬러필터를 투과하여 색상을 나타나게 되고, 도 6c에서는 청색만이 컬러필터를 투과하여 색상을 나타나게 됨을 알수있게 된다. 도 6d는 적색과 청색( RED + BLUE)컬러필터와 녹색과 청색(GREEN + BLUE)컬러필터에 적, 녹, 청색의 빛을 비추었을 때의 투과도를 그래프로 도시하였다. 여기서, 컬러필터에 포함되는 색을 제외한 빛의 투과도는 제로(0)가 됨을 알 수 있게 하여, 도 6a 내지 도 6c의 내용을 부가설명하여 주고 있다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 대한 시간 특성도가 도시되어 있다. 도 3에 도시한 프레임구성에 의한 구동에 있어서, 두 프레임의 구동시간을 달리하도록 구성되게 함을 알 수 있다. 상세히 하면 액정표시장치있어서 적색(RED)와 녹색(GREEN)의 영향에 의해 거의 대부분의 화질이 결정되므로 청색(BLUE)의 효과는 작아도 되는 연구결과에 의해서, 청색프레임의 영역을 작게 가져가게 한다. 아울러 청색 화소 두개를 한 단위로 하여 데이터를 입력함으로써, 입력표시장치에 데이터를 쓰는 시간이 줄어들게 됨을 알 수 있다. 이로써 백라이트를 켤 수 있는 시간이 현저히 증가됨을 알 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시의 구동방법은 같은 프레임 시간내에서 데이터를 쓰는 시간을 줄이게 됨으로써, 액정표시장치를 구동함에 있어 백라이트를 켜는 시간을 확보할 수 있게 된다. 이에 따라, 액정표시장치에 있어서 백라이트를 켤 수 있는 시간을 길게 함으로써 빛의 투과율이 높아지게 되므로 액정셀의 색을 표현함에 있어 고휘도로 표시할 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특히 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (6)

1. 컬러필터(Color Filter)와 백라이트(Back Light)로 구성되는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,

   서로 다른 스펙트럼을 가지는 두개의 컬러필터를 교대로 배열하는 단계와, 서로 다른 스펙트럼을 가지는 두개의 백라이트를 배열하는 단계와, 상기 두 개의 백라이트를 교대로 점멸하여 두 프레임만으로 화상의 풀 컬러를 구현하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 두 프레임만을 이용하여 색을 구현함에 있어서, 두가지 색은 공간적인 혼합으로 색을 구현하며, 나머지 한 색은 시간적인 혼합을 통해 색 재현이 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 두개의 컬러필터중 제 1 컬러필터는 적색과 청색(RED + BLUE)의 광을 지닌 2색 컬러필터이며, 제 2 컬러필터는 녹색과 청색(GREEN + BLUE)의 광을 지닌 2색 컬러필터인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 두개의 프레임중 제 1 프레임 구성은 적색과 녹색(RED + GREEN)의 광을 지닌 2색의 백라이트가 켜지는 프레임이며, 제 2 프레임 구성은 청색(BLUE)의 백라이트를 갖는 프레임인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   청색(BLUE)의 백라이트를 갖는 프레임의 영역은 적색과 녹색(RED + GREEN)의 광을 지닌 2색의 백라이트가 켜지는 프레임의 영역에 비하여 구동시간을 작게하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 청색(BLUE)의 백라이트를 갖는 프레임에서 청색 화소 두개를 한 단위로 하여 데이터 쓰는 시간을 줄이는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.